广角极光成像仪图像采集与快显多功能监测系统

为了对卫星载荷广角极光成像仪下传的大量遥感数据进行采集并实时解析成像,设计实现了广角极光成像仪图像采集与快显多功能监测系统。根据系统工程需求分析,利用数据采集卡接收来自RS-422接口的遥感数据,在VC++平台上开发上位机软件,应用多线程与定时器联合编程实现并行的数据采集、数据解析、图像处理及快速显示,并实现了光子计数率显示、像素点亮度值显示、图像亮度值调节、生成原始数据曲线、图像回放、图像局部放大等多种功能。通过系统与广角极光成像仪的联合测试,实验结果表明:该系统能够正确接收遥感数据,准确解析辅助参数及多模式下的图像数据并快速显示成像,多种功能执行正确且运行稳定。系统能实时、准确地反映仪器状态及性能,是广角极光成像仪研发各阶段不可或缺的一部分。     

极紫外光子计数成像探测器采集电路的研制

为了使极紫外光子计数成像探测器能够高速采集数据并显示光子位置信息,研制了一款数据采集电路系统。分析了基于感应电荷楔条形位置灵敏阳极光子计数成像探测器的成像原理,选用符合性能要求的模数(A/D)转换芯片,在现场可编程门阵列(FPGA)主控芯片的控制下对去除峰值保持电路模块的模拟信号进行采样和转换。FPGA将接收到的数字信号处理以后通过USB数据传输系统发送给计算机,上位机软件再进行解包、计算和成像等工作,将光子的位置图像显示出来。最后对所成图像的线性度和分辨率进行鉴定。实验结果表明,该电路系统具有最高为2 MHz的采样速度和3路同步采样能力,并且在没有峰值保持电路的情况下采集到的图像仍具有很好的线性度和高达5 lp/mm的空间分辨率。能快捷准确地完成数据采集和绘图成像,满足极紫外探测器对采集电路的性能要求。     

基于Visual C++的光纤陀螺多参数自动化测试系统

设计了一套基于Visual C++的光纤陀螺多参数自动化测试系统,包括USB接口通信、数据实时显示和存储、数据自主分析、自动生成Word测试报告4个主要功能模块。USB接口通信模块主要完成基于USB接口的数据采集（采用可编程阵列(FPGA)和USB控制芯片实现）,并将数据传输至PC机;数据实时显示和存储部分利用NI公司的Measurement Studio插件实现,主要用于实时显示陀螺数据及数据存储;数据自主分析部分实现了针对光纤陀螺数据的特征分析;自动生成Word测试报告部分实现了针对光纤陀螺多种参数的自动化的计算及测试报告生成。该系统目前已应用于光纤陀螺生产研究中,经多次测试,结果证明其自动化程度高,性能稳定。     

高速USB接口设计

介绍了基于USB总线的数据传输卡的设计和实现。USB数据传输系统实现将采集来的数据实时的传送到PC的共享内存缓冲区中。采用CYPRESS公司的接口器件CY7C68013实现PC机与板卡的通讯。使用Xinlinx公司的FPGA编写USB的SlaveFifo模式的接口逻辑,并进行测试。     

高速USB接口设计

介绍了基于USB总线的数据传输卡的设计和实现.USB数据传输系统实现将采集来的数据实时的传送到PC的共享内存缓冲区中.采用CYPRESS公司的接口器件CY7C68013实现PC机与板卡的通讯.使用Xinlinx公司的FPGA编写USB的SlaveFifo模式的接口逻辑,并进行测试.     

基于DSP的USB接口设计

在数据采集系统中,利用DSP作为微处理器对采集到的数据进行处理,再通过USB接口将处理过的数据传输到PC机上进行存储,这样可以实现数据的快速采集与存储。采用TI公司的TMS320F2812作为微处理器控制芯片,并使用Philip公司的ISP1581作为USB收发控制芯片,利用两者的速度优势,能够实现DSP与PC机之间的高速数据传输,从而使得大量数据的快速,实时的采集、处理与存储成为可能。     

基于USB3.0的LVDS高速图像记录系统的设计

针对USB2.0在图像数据传输中的局限性,提出了基于USB3.0实现LVDS高速图像数据存储系统的设计方法。设计以FPGA为逻辑控制中心,采用乒乓机制的双片DDR2 SDRAM对高速LVDS图像进行数据缓存、同时以交叉双平面编程方式对图像数据进行存储,最后通过USB3.0接口实现了系统与PC机之间的高速数据通信。实验结果表明,系统能够对LVDS图像以30MByte/s进行高速的存储,存储速率较常规编程方式提高了一倍;系统利用USB3.0接口快速地将Flash存储器中的图像数据上传到PC机中;同时具有输入/输出接口简单、体积小、稳定可靠等优点。     

极紫外相机电控单元检测系统的设计与实现

为了实现对月基极紫外相机电控单元功能和性能的检测,设计并实现了一种基于FPGA的检测系统。该检测系统以FPGA为核心单元,经过USB接口与上位机进行通讯,通过模拟电控单元各外部接口并对其采集后的遥测数据和图像数据进行分析,以此实现对电控单元各项功能和性能的检测。通过月基极紫外相机电控单元和检测系统的验证实验表明,检测系统的检测方法准确,测试结果正确有效。该检测系统具有实用、有效、便携的特点,在极紫外相机的研制过程中已经得到了充分的使用,对工程研制的顺利进行起到了重要的作用。     

基于USB3.0的相机实时图像采集和实时显示实现

针对传统相机采用USB2.0或者图像采集卡(CameraLink卡)等接口技术传输图像数据,存在的传输速度慢、应用不方便及应用局限性大等问题,提出一种基于USB3.0的接口技术,实现相机实时图像采集和实时显示.该方法对USB3.0内核的GPIF接口状态机进行编程设计,实现GPIF接口识别帧同步和行同步信号,采用两个Socket Ping-Pong切换来搬运图像数据,再经过DMA通道将数据传送到USB3.0端口,上位机通过多线程和并行排队等候数据包的方法快速取出端口数据,实现图像实时采集和显示.实际证明,该方法可以对不同帧频、不同图像大小的相机实时图像进行采集和显示,且不丢帧和数据,最高数据传输速度可达300 MB/s.     

RS422-USB接口转接装置的设计与实现

设计的装置实现RS422接口和USB接口的转接,采用FPGA作为连接RS422接口与USB接口的控制单元,对数据进行串并转换和两种接口数据传输速率匹配;转接装置采用USB单片机CY7C68013作为数据按照USB协议转换的单元,实现FPGA通过CY7C68013与PC机的双向通信。下面阐述转接装置的原理,并附有数据测试结果     

基于USB的超光谱成像仪数据采集系统的设计

设计了一套基于USB 2.0高速串行总线的数据采集系统,实现了某超光谱成像仪研制过程中的光谱图像数据采集、传输、显示与存储。系统的软硬件设计综合应用了USB、LVDS、时钟数据恢复、8B/10B编码、乒乓缓存、多线程和DirectDraw等技术.相对于传统的基于ISA/PCI总线的成像光谱仪数据采集系统,该设计支持热插拔和总线供电,具有低功耗、小型化和轻量化等特点,对类似数据采集系统的设计具有参考和借鉴意义。     

基于TDICCD空间相机图像模拟源系统设计

空间相机地面检测系统在投入使用之前,必须进行严格的自检功能测试。为了解决测试时与庞大的CCD相机系统对接造成的时间和物力资源浪费问题,本文结合TDICCD空间相机工作原理,设计了一种空间相机图像模拟源系统。本系统通过USB总线进行图像数据的下传,然后经SRAM缓存,并以流水线作业方式下载到FLASH中实现8通道图像数据的固存。并且可实现对相机行频大小、图像大小进行调整的功能,进而模拟不同型号空间相机。实验结果表明,该图像模拟源USB接口的下载速度可达到40 MB/s,空间相机地面检测系统显示的图像与上位机发送的图像一致,无数据丢失和误码的情况。该相机图像模拟源设计灵活,性能稳定可靠,适用范围广。     

基于MSP430单片机的虚拟示波器

虚拟示波器在应用中体现出简易、灵活、便携、易于与PC机通信的特点。该设计中采用超低功耗的MSP430F169单片机作为控制核心,实现模／数转换,它能保证高运算速度和系统的工作稳定。同时使用高速USB接口与PC机进行数据传输,在PC机端对信号进行分析和再现,实现信号的实时显示和信号的特征分析;系统采用USB供电,不仅可降低功耗,而且易于使用和携带。实验结果表明,该设计达到了预期目标。     

基于CMOS图像模组的视频图像存储器的设计

提出了基于CMOS图像模组的视频图像存储设计,通过单片机配置CMOS模组,实现视频图像的采集,并由FPGA控制实现图像到Flash的存储,以CY7C68013作为数据通信的接口芯片。在需要查看的情况下,FPGA控制Flash并从中读出图像数据,再通过USB与PC（上位机）通信,可将图像数据上传到PC进行存储及显示。该系统硬件结构合理,具有低功耗、大容量等优势,使其在应用范围及前景上更为广泛。     

基于USB2.0的三维头盔显示器接口电路设计

提出了一种以PC为虚拟图像源、基于USB2.0接口的三维头盔显示器接口电路设计方案。该方案以CPLD(复杂可编程逻辑器件)作为数据传输的控制核心,应用接口芯片的量子FIFO(先进先出存储器)架构解决了数据高速传输的带宽问题,并采用了外部高速缓存模块以实现数据传输的完整性,同时显示模块采用了英国MED公司ME3203微显示芯片。整个接口电路采用16位数据总线并行传输的方式,两片8位微显示芯片被看作一个整体共用16位总线,在同一时钟下扫描显示,实现了双目同步显示。最后通过对PC机中黑白条图像的传输,验证了数据传输的可靠性,传输速度满足了系统要求。该方案结构简单,灵活性强,从真正意义上实现了头盔显示器的双通道立体显示,符合民用头盔显示器的发展方向,可被广泛地应用于微显示领域图像实时传输的场合。     

基于MSP430的便携式数据采集器及信号发生器

为了实现便携式数据采集器和信号发生器,以及灵活的PC机控制、信号处理和显示结果的功能,采用MSP430F169作为主控芯片实现AD与DA转换,利用PDIUSBD12芯片大于10Mbps的传输率的优势,作为通信接口实现与PC机之间的数据传输,以实现信号波形产生和数据采集的收集。实验结果表明,利用低功耗的MSP430丰富的外围接口,不仅能够使用PC机的USB供电实现很好的波形的产生,而且能够将采集的信号波形通过PC机实现丰富的信号处理功能。     

基于AOTF高光谱成像系统的采集显示技术研究

为了提高声光可调谐滤波器（AOTF）与CMOS相机结合的新型成像光谱仪的图像采集与显示速率,提出了一种基于AOTF光谱成像的数据快捷处理技术。采用MT9M001C12STM作为光学探测接收元件,利用CY7C68013芯片上所集成的I2C控制器来控制数据传输的实现方法,同时利用VC++上位机进行编程显示探测器的图像数据。而对USB设备则采用控制传输方式,对探测器的积分时间、增益进行灵活的配置,实时的显示帧率,这样同时保证了传输速度和数据的正确性,并且编写的上位机可以灵活的对图像进行水平、垂直旋转、单张、连续的采集,方便图像的采集。结果表明,该设计方法不仅可以快速准确的获取目标物进行实时的显示,而且成像质量良好。     

烟草异物实时图像敏感技术研究

介绍了烟草异物实时图像检测系统的工作原理,详细分析了系统中的实时图像敏感技术。首先分析系统中上位机和TMS320DM642型数字信号处理(DSP)处理器之间的实时图像数据传输原理。包括DM642EVM的外设部件互连标准接口(PCI)数据通信原理、主机与DSP实时通信的具体实现方式、使用增强型直接内存存取(EDMA)实现DSP内部数据传输的方法。其后介绍了烟草异物图像实时识别的原理,设计了基于修正灰度值IE、色调值H和灰度1阶中心矩D1等3个特征量的烟草异物实时图像检测算法,并以实验结果表明了检测算法的有效性。     

基于FPGA与USB 2.0接口的红外图像采集系统设计

以FPGA为核心处理器,完成了中波热像仪输出红外图像的实时采集与存储系统设计。系统主要由USB固件程序、FPGA控制程序和上位机软件组成,通过对工作在Slave FIFO 模式下的USB2.0接口芯片CY7C68013A内部FIFO进行控制,实现了USB接口的高速数据传输。应用结果表明,该系统具有数据传输速度快、采集数据准确等特点。     

一种激光标刻图像验证装置的研究与设计

为了解决激光打标控制卡在开发制作过程中标刻图像验证困难的问题,设计了一种激光标刻图像验证装置。该装置首先是通过主控模块FPGA来控制串口线进行激光打标卡的数据采集,然后经过数据检测、判别和存储后筛选出振镜坐标数据和激光器开关光数据,通过USB总线将数据传输至PC上位机,最终由上位机还原数据实现图像的模拟标刻,该装置的数据采集遵循XY2-100协议,FPGA主控模块选用Cyclone III芯片,USB传输模块选用FT2232H芯片。该装置能够快速、完整的获取激光打标控制卡在进行图像标刻过程中的实时数据,并能在上位机模拟绘制出实际标刻的图案。实验结果表明,该硬件装置运行稳定、精度较高、图案验证性强。